单键控制秒表

1、电子课程设计 单键控制秒表 学院：电子信息工程学院专业、班级：姓名： 学号：指导教师： 时间：2014年12月目录一 设计任务与要求·······································

2、································1二 总体框图·················

3、;··················································

4、;·············1三 选择器件···································

5、3;············································2四 功能模块····

6、83;·················································

7、83;·························8五 总体设计图·······················&

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9、#183;···12单键控制秒表一、设计任务与要求 （1）计时部分由.s位、s个位、s十位和min个位四个计数器组成。其中min个位、0.1s位分别为8421BCD码十进制计数器，个位和十位组成六十进制8421BCD码计数器。计数范围10min，精度为0.1s。（2）用一个按键实现清零、计时、停止三种工作状态。当按键第一次按下时，秒表开始计时；第二次按下时，秒表停止计时。按键按下超过2s，则秒表清零。二、总体框图 1、总体原理框图如图1所示。 译 码 显 示 分个位计数器秒十位计数器秒个位计数器0.1s位计数器 清零控制电路10Hz基准脉冲源 计时 停止按键图1

10、总体原理框图 2、功能模块(1)时钟发生器：利用555定时器构成的多谐振荡器做时钟源,产生10HZ的脉冲; (2)计数器：对时钟信号进行记数并进位,十毫秒和秒之间10进制,秒和分之间60进制; (3)显示器：采用4片LED显示器把各位的数值显示出来，是秒表最终的输出，有分、秒、和十毫秒位； (4)控制器：控制电路是对秒表的工作状态（记时开始/暂停/继续/复位等）进行控制的单元，由D触发器、192、和开关组成。 3、设计思想 首先，需要一准确的时钟脉冲，脉冲频率为10Hz。在一般教学实验箱中有连续可调的时钟脉冲，而在Multisim软件中可用模拟的信号发生器，为了达到进一步熟悉和应用数字电路模块

11、，我们模拟应用了555振荡器。而开关控制电路，用集成D触发器作为控制电路。最后，需要显示电路，显示电路输出结果。三、选择器件 1.电子秒表所用全部的器件如表1元器件清单所示。表1 元器件清单序号名称型号数量备注1计数器74LS19252555定时器NE55513与非门74LS0024或非门74LS0215开关SPST16电阻RESISTOR15.1K714.7K8110.0K9电容CAP110uF101100nF11SR触发器74LS279112七段译码显示器DCD-HEX4 13D触发器74LS741 2.用555定时器构成方波发生器 555定时器引脚排列及功能表如图2所示。 图2 555定

12、时器引脚排列及功能表 它的各个引脚功能如下：1脚：外接电源负端VSS或接地，一般情况下接地。8脚：外接电源VCC，双极型时基电路VCC的范围是4.5 16VCMOS型时基电路VCC的范围为3 18V。一般用5V。3脚：输出端Vo2脚：低触发端6脚：TH高触发端4脚：是直接清零端。当端接低电平，则时基电路不工作，此时不论、TH处于何电平，时基电路输出为“0”，该端不用时应接高电平。5脚：VC为控制电压端。若此端外接电压，则可改变内部两个比较器的基准电压，当该端不用时，应将该端串入一只0.01F电容接地，以防引入干扰。7脚：放电端。该端与放电管集电极相连，用做定时器时电容的放电。 在1脚接地，5脚

13、未外接电压，两个比较器A1、A2基准电压分别为的情况下，555时基电路的功能表如下表2所示。表2 555时基电路的功能表 555定时器内部原理图如图3所示。 图3 555定时器内部原理图 3. D触发器 下图4是具有异步置位和复位端的边沿触发双D触发器74LS74的引脚排列图。 由图可知，异步置位和复位信号不仅直接触发从触发器，而且封锁同步输入端D和时钟端CLK，所以异步置位和复位在有效电平时，能够使同步输入端的作用失效。图4 D触发器74LS74的引脚排列图下表表3是74LS74的特性表。由表可知，异步输入端电平有效时，同步输入端D与时钟端CLK的作用无效。表3 74LS74触发器的特性表

14、输 入 输 出 说 明 S D R D CLK D Qn+1 0 1 × × 1 0 × × 0 0 × × 1 1 0 1 1 1 1 1 0 ×10101 Q0 预置1 预置零 不允许 置零 置1 保持 4.计数器芯片 （74LS192） 74LS192是同步十进制可逆计数器，它具有双时钟输入，并具有清除和置数等功能，其引脚排列及逻辑符号如下图5、表4所示。 图5 74LS192的管脚图表4 74LS192的功能表         

15、     输入     输出MRP3P2P1P0Q3Q2Q1Q0 1 × × ×××××0000 0 0 × ×dcbadcba 0 1  1××××    加计数 0 1 1 ××

16、;××    减计数三、功能模块 1.555时钟发生模块设计利用555定时器实现多谐振荡电路能够完成时钟信号发生器的功能，通过调节电路中电阻电容值使多谐振荡器的输出信号频率为100Hz。为设计方便，取R1=5.1，R2=4.7电阻，C=10uF 构成一个能产生周期为0.1s（频率为10Hz）的脉冲的多谐振荡器。如图6所示。 图6 多谐振荡器2. 控制模块 控制部分用按键、D触发器和与非门、或非门实现。 一个D触发器二分频和一个192十分频 用来对时间信号二十分频，产生一个周期为两秒的清零信号，如图7所示。图7 二分频 十分频 另一个D触发器对按键信号二分频，产生两种状态，用来控制暂停和开始。 用与非门和或非门来判断并处理按键的状态，进而控制开始，暂停，清零状态。 3.输出及显示模块 利用4个74LS192分别连接成六十进制、一百进制计数器，每一片计数器负责计数一位时间，并通过74LS248连接四个数码显示器显示09分59秒90毫秒的秒表数值。其中将基准脉冲信号源输出的所需脉冲接入第一个芯片的时钟输入端，并将第一个芯片的四个对应输出接入相应的数码显示器的相应端，构成秒表的小数部分。第一个芯片的进